西安交大(王志騫)

1、屋蓋結構主要組成部分是哪些？它們的作用是什么？a屋架：支撐于柱或托架，承受屋面板或檁條傳來的荷載b天窗：屋架跨度較大時，為了采光和通風的需要c支撐系統(tǒng)：用于增強屋架的側向剛度，傳遞水平荷載和保證屋蓋體系的整體穩(wěn)定。2、 屋蓋結構中有哪些支撐系統(tǒng)？支撐的作用是什么？上弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐上弦縱向水平支撐下弦縱向水平支撐垂直支撐系桿a保證結構的空間整體性b為弦桿提供適當?shù)膫认蛑吸cc承擔并傳遞水平荷載d保證結構安裝時的穩(wěn)定與方便3、 如何區(qū)分剛性系桿和柔性系桿？哪些位置需要設置剛性系桿？答：剛性系桿：能承受壓力，柔性系桿：只能承受拉力上弦平面內檁條和大型屋面板可起到剛性系桿作用，因而可在屋架的屋脊和支座節(jié)點處設置系桿，當屋架橫向支撐設置在第二柱間時所有系桿均為剛性系桿。4、 實腹式和格構式檁條各適用于哪種情況？其優(yōu)缺點是什么？答：a實腹式檁條常用于跨度為3~6m的情況，構造簡單，制造及安裝方便b桁架式檁條用于跨度較大（＞6m）的情況，分為三種形式。平面桁架式檁條，受力明確，用料省，但側向剛度較差，必須設置拉條；T形桁架式檁條，整體性差，應沿跨度全長設置鋼箍空間桁架式檁條，剛度好，承載力大，不必設置拉條，安裝方便，但是構造復雜，適用跨度和荷載較大的情況5、 為什么檁條要布置拉條？答：為了給檁條提供側向支撐，減小檁條沿屋面坡度方向的跨度，除了側向剛度較大的空間桁架式和T形桁架式檁條外，在實腹式檁條和平面桁架式檁條之間設置拉條。6、 三角形、梯形、平行弦桁架各適用于哪些屋蓋體系？答：三角形屋架：屋面坡度較大的有檁屋蓋結構或中小跨度的輕型屋面結構梯形屋架：用于屋面坡度較小的屋蓋結構、工業(yè)廠房屋蓋結構最常用形式矩形屋架：用于托架或支撐體系中曲拱屋架：用于有特殊要求的房屋中7、 屋架的腹桿有哪些體系？各有什么特征？答：三角形腹桿：單斜桿式，長桿受拉，短桿受壓，經(jīng)濟；人字式，腹桿數(shù)少，節(jié)點少，構造簡單；芬克式，腹桿受力合理，可分開運輸。梯形屋架：人字式，減少上弦節(jié)間短，有利于提高上弦承載力，避免上弦局部受彎，受拉下弦節(jié)間長，可減少節(jié)點，便于制造；再分式，減少上弦節(jié)間長度矩形屋架：人字式，腹桿數(shù)少，節(jié)點簡單；K形，桁架高度高時可減少豎桿長度；交叉式，常用于承受反復荷載的桁架中，又是斜桿可用柔性桿8、 如何選擇屋架構件截面？答：選擇屋架桿件截面時，應注意選用肢寬而壁薄的角鋼；屋架弦桿一般采用等截面，但對于跨度＞24m且弦桿內力相差較大的屋架，可在適當節(jié)間處改變截面，改變一次為宜。對軸心受拉桿件由強度要求計算所需的面積，同時應滿足長細比要求。對軸心受壓桿件和壓彎構件要計算強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和長細比。根據(jù)構件受力按鋼結構基本原理中介紹的方法選擇截面。a普通鋼屋架的桿件一般采用等肢或不等肢角鋼組成的T形截面或十字形截面b對于屋架上弦桿，宜采用兩個不等肢角鋼短肢相并而成的T形截面形式；當有節(jié)間荷載作用時，宜采用不等肢角鋼長肢相并T形截面c對于受拉下弦桿，可采用兩個等肢角鋼或不等肢角鋼短肢相并組成的T形截面d對于屋架的支座斜桿及豎桿，可采用兩個不等肢角鋼長肢相并而成的T形截面e屋架中其他腹桿，宜采用兩個等肢角鋼組成的T形截面

f與豎向支撐相連的豎腹桿宜采用兩個等肢角鋼組成的十字形截面9、 如何確定屋架節(jié)點的節(jié)點板厚度？一個桁架的所有節(jié)點板厚度是否相同？答：桁架節(jié)點板的厚度可根據(jù)腹桿（梯形屋架）或弦桿（三角形屋架）的最大內力按表1-1取用，節(jié)點板的最小厚度為6mm。在同一榀屋架中，除支座處節(jié)點板比其他節(jié)點板厚2mm外，全屋架所有節(jié)點板的厚度應相同。10、 墊板的作用是什么？答：支座節(jié)點的傳力路線是：屋架桿件的內力通過連接焊縫傳給節(jié)點板，然后由節(jié)點板和加勁肋把力傳給支座底板，最后傳給柱子。12、 為什么在屋架拼接節(jié)點要增加拼接角鋼？答：為了減輕節(jié)點板負擔和保證整個屋架平面外的剛度。13、 用鋼管做桁架時，參數(shù)B的含義是什么？B的大小對節(jié)點承載力有何影響？答：B是支管外徑與主管外徑之比。B越大節(jié)點承載力越高14、 搭接支管的節(jié)點承載力如何隨搭接率O變化？v答：當25%<O<50%答：當25%<O<50%時，Npj=2.0vi(h—2ti\Ob+b—+ eji0.5 2iiejb10tf.<b-j .<btf°iyib+b+b+ ej2b+b—2t+iej

i2當50%<O<80%時，Npj=2.0h—2t當80%<O<100%時，Npj=2.0hvi15、 保證網(wǎng)架結構幾何不變的必要條件是什么？充要條件是什么？答：網(wǎng)架為一空間鉸接桿系統(tǒng)結構，保證網(wǎng)架結構幾何不變的必要條件是：W=3J-m-rW0式中，J——網(wǎng)架的節(jié)點數(shù)；m――網(wǎng)架的桿件數(shù)；r 支座約束鏈桿數(shù)。當W>0時，網(wǎng)架結構為幾何可變體系；當W=0時，網(wǎng)架無多余桿件，如桿件布置合理，為靜定結構；當WV0時網(wǎng)架有多余桿件，如桿件布置合理，為超靜定結構。網(wǎng)架結構幾何不變的充分條件可通過結構的剛度矩陣進行判斷，出現(xiàn)下列條件之一者，該網(wǎng)架結構為幾何可變體系。1） 引入邊界條件后，總剛度矩陣【K】中對角線上出現(xiàn)零元素，則與之對應的節(jié)點為幾何可變；2） 引入邊界條件后，總剛度矩陣行列式|K|=0,該矩陣奇異，結構為幾何可變體系；16、 雙層網(wǎng)架的主要形式有哪些？答：雙層網(wǎng)架的常用形式有以下幾種：平面桁架系網(wǎng)架（兩向正交正放網(wǎng)架，兩向正交斜放網(wǎng)架，三向網(wǎng)架）；四角錐體系網(wǎng)架（正向四角錐網(wǎng)架，抽空四角錐網(wǎng)架，星形四角錐網(wǎng)架）；三角錐體系網(wǎng)架；網(wǎng)架結構的支撐；網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸。17、 網(wǎng)架結構的支撐形式主要有哪些？答：在網(wǎng)架四周全部或部分邊界節(jié)點設置支座，是常用的支撐方式，稱為周邊支撐。將整個網(wǎng)架支撐在多個支撐住上，稱為點支撐。平面尺寸大很大的建筑物，除在網(wǎng)架周邊設置支撐外，可在內部增設中間支撐，以減小網(wǎng)架桿件內力撓度（即周邊支撐與支點支撐結合）。18、網(wǎng)架結構的高度和網(wǎng)格尺寸各與哪些因素有關？答：網(wǎng)架結構的高度主要與屋面荷載、跨度和支撐條件有關。荷載和跨度越大，網(wǎng)架的高度越大；平面接近正方形時高度可取得小一些；狹長矩形平面網(wǎng)架的單向作用明顯，高度可取得大一些；圓形平面網(wǎng)架高度可取得小一些；點支撐網(wǎng)架比周邊支撐網(wǎng)架高度大一些。網(wǎng)架的網(wǎng)絡尺寸與網(wǎng)架高度和屋面材料有關。19、網(wǎng)架結構的節(jié)點有哪些形式？設計時要進行哪些計算？答：1）焊接空心球節(jié)點：空心球外徑D的確定，空心球徑等于或大于300mm,且桿件內力較大，需要提高承載力時，球內可加環(huán)肋，空心球徑直徑為120-900mm時受壓受拉承載力驗算，空心球的壁厚驗算2）螺栓球節(jié)點：鋼球直徑計算（球內螺栓不相碰的最小直徑，滿足套筒接觸面要求的直徑，角度小于30度，保證桿件不相碰的最小直徑），高強度螺栓的性能等級的選用，套筒外形尺寸驗算，錐頭和封板。3）焊接鋼板節(jié)點：節(jié)點板厚度4）焊接鋼管節(jié)點，5）桿件直接匯交節(jié)點20、 網(wǎng)架結構的支座形式有哪些？各有什么特點？答：1）平板壓力和拉力支座：轉動的位移受很大約束，在底板可開設橢圓形孔洞，方便安裝，只適用于較小跨度網(wǎng)架2） 單面弧形壓力支座和拉力支座：單方向轉動未受約束，限制平移，適用于中小跨度網(wǎng)架3） 雙面弧形壓力支座：在支座和底板間設有弧形塊，上下面都是柱面，支座可轉動但不能平移。4） 球鉸壓力支座，其支座可任意方向轉動但不能平移，適用于大跨度網(wǎng)架。5） 板式橡膠支座：通過橡膠墊的壓縮和剪切變形，支座既可以轉動也可以平移，助于單行支座，適用于大中跨度網(wǎng)架。21、 為什么單層網(wǎng)殼的節(jié)點應做成剛接的？一般采用什么形式？答：（1）以便傳遞各桿傳來的集中力和彎矩（2）a板節(jié)點b焊接空心球節(jié)點c螺栓球節(jié)點d嵌入式轂式節(jié)點e疊合式節(jié)點f卡盤螺栓節(jié)點1、 單層廠房是由哪些結構或構件組成的？這些組成部件的作用是什么？答：單層鋼結構廠房一般是由屋蓋結構、柱、吊車梁、制動梁（或制動桁架）、各種支撐以及墻架等構件組成的空間體系。這些構件按其作用可分為下面幾類：a橫向框架由柱和它所支承的屋架或屋蓋橫梁組成，是單層鋼結構廠房的主要承重體系，承受結構的自重、風、雪荷載和吊車的豎向與橫向荷載，并把這些荷載傳遞到基礎。b屋蓋結構承擔屋蓋荷載的結構體系，包括橫向框架的橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。c支撐體系包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面與柱、吊車梁等組成單層鋼結構廠房的縱向框架，承擔縱向水平荷載；另一方面又把主要承重體系由個別的平面結構連成空間的整體結構，從而保證了單層廠房鋼結構所必需的剛度和穩(wěn)定。d吊車梁和制動梁（或制動桁架）主要承受吊車豎向及水平荷載，并將這些荷載傳到橫向框架和縱向框架上。e墻架承受墻體的自重和風荷載。此外，還有一些次要的構件如梯子、走道、門窗等。在某些單層廠房鋼結構中，由于工藝操作上的要求，還設有工作平臺2、 布置柱網(wǎng)時應考慮哪些因素？答：a滿足生產工藝流程的要求，包括預期的擴建和工藝設備更新的需求b滿足結構上的要求，在保證廠房具有必需的剛度和強度的同時，盡量減少屋架跨度和柱距的類別。3、為什么要設置溫度縫？橫向和縱向溫度縫如何設置？答：（1）為避免結構中產生過大的溫度應力，在廠房的縱向或橫向的尺度較大時，一般要求在平面布置中設置溫度伸縮縫。（2）a設置雙柱，即在縫的兩旁布置兩個無任何縱向構件聯(lián)系的橫向框架b采用單柱溫度伸縮縫，即在縱向構件支座處設置滑動支座c當廠房寬度較大時，也應該按規(guī)范規(guī)定布置縱向溫度伸縮縫4、 橫向框架有哪些類型？如何確定橫向框架的主要尺寸？答：（1）a剛接框架b鉸接框架（2）根據(jù)所采用吊車的工作要求設計5、 廠房柱有哪些類型？各有什么作用？答：（1）a等截面柱1）實腹式2）格構式b階形柱1）實腹式2）格構式c分離式柱（2）a等截面柱將起重機梁支撐于牛腿上，只適用于起重機重量〈150kN或無起重機且廠房高度較小的輕型廠房中b階形柱在廠房中廣泛應用c分離式柱適用于有位置不高的大噸位吊車和有擴建計劃的結構6、 廠房有哪些支撐？各有什么作用？答：（1）縱向框架的縱向支撐（2）a組成剛度大的縱向構架，保證廠房的縱向剛度b承受廠房端部山墻的風荷載、起重機縱向水平荷載及溫度應力等，在地震區(qū)尚應承受廠房縱向的地震力，并傳至基礎c可作為框架柱在框架平面外的支點，減少柱在框架平面外的計算長度7、 試述柱間支撐的布置、構造和計算特點答：每列柱都必須設置柱間支撐，多跨廠房的中列柱與其邊列柱的柱間支撐布置在同一柱間。下層柱間支撐一般宜布置在溫度區(qū)段的中部，當溫度區(qū)段長度大于9Om或抗震設防烈度較高時，應當增設一道下層柱間支撐，兩道下層柱間支撐的距離不應該超過72m上層柱間支撐還應當在每個溫度去段的兩端設置。常見的下層柱間支撐是交叉形，與柱子的夾角應該控制在35度~55度。還可以采用門形支撐，這種支撐可以利用吊車梁作為門式支撐的橫梁，也可增設橫梁，甚至不加任何斜撐而將吊車梁與下段柱的吊車肢剛性連接構成剛架。上層柱間支撐的常見形式一般采用交叉形、人字形或k形，柱距較大時可取v形或八字形。上層柱間支撐承受端部墻傳來的風力，下層柱間支撐除承受短墻傳來的風力外，還承受起重機的縱向水平荷載。在同一溫度區(qū)段的同一柱列設有兩道或兩道以上的柱間支撐時，則全部縱向水平荷載由該柱列所有支撐共同承受。當在柱的兩個肢的平面內成對設置時，在起重機肢的平面內設置的下層支撐，除承受起重機縱向水平荷載外，還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線距離分配傳來的風力?？繅Φ耐鈮χ矫鎯仍O置的下層支撐，只承受端墻傳來的風力與起重機肢下層支撐按軸線距離分配受力。8、 試述吊車梁的類型及其應用范圍答：吊車梁按結構體系可分為實腹式、下?lián)问胶丸旒苁?。按支承情況分為簡支和連續(xù)。實腹簡支吊車梁應用最廣，當跨度及荷載較小時，可采用型鋼梁，否則采用焊接梁，連續(xù)梁比簡支梁用料經(jīng)濟，但由于它受柱的不均勻沉降影響較明顯，一般很少應用；下?lián)问降踯嚵汉丸旒苁降踯嚵河娩摿枯^少，但制造費工、高度較大，桁架式吊車梁可用于跨度大但起重量較小的吊車梁中。9、 吊車梁承受哪些荷載？須計算哪些內力？答：承受由起重機產生的三個方向的荷載：豎向荷載（起重機系統(tǒng)和起重物的自重以及起重機梁系統(tǒng)的自重）、橫向水平荷載（小車剎車時的慣性力）和縱向水平荷載（吊車縱向剎車時的慣性力）。須計算：a起重機最大輪壓b起重機橫向水平力10、吊車梁的水平荷載靠什么支撐？答：等分于橋架的兩端，分別由軌道上的車輪平均傳至軌道，其方向與軌道垂直，并考慮正反兩個方向的剎車情況。對于懸掛吊車的水平荷載應由支撐系統(tǒng)承受可不計算。11、吊車梁的疲勞與哪些因素有關？答：a作用于起重機梁的動態(tài)荷載b鋼材的特性c鋼材的冷作硬化d鋼材的焊接12、 鋼架有什么特點？主要適用范圍是什么？答：1）結構質量輕，單層鋼架承重結構的用鋼量一般為10-30Kg/m2，約為相同跨度和荷載條件下鋼筋混凝土結構的1/20-1/30.地震作用小，若采用輕質屋蓋體系，地震作用一般不控制設計。2） 柱網(wǎng)布置靈活，不受屋面板、墻角尺寸的限制。3） 鋼架可采用變截面，截面與彎矩成正比；變截面時根據(jù)需要可改變腹板的高度、厚度及翼緣的寬度，做到才盡其用。4） 鋼架的腹板可利用屈曲后強度，允許部分腹板屈曲，按有效寬度設計。5） 綜合經(jīng)濟效益高。輕鋼結構用料少，工業(yè)化程度，施工周期短，投資回報快，綜合經(jīng)濟效益高。鋼架使用范圍為展覽廳、輕型廠房、倉庫、大型超市、娛樂體育設施、車站候車室和碼頭建筑等。13、 何為“搖擺柱”？設置它的目的是什么？答：（1）框架中柱上下兩端均為鉸接，這種柱子本身沒有抗側剛度，其穩(wěn)定性完全依賴于與該柱相連的框架，這種柱子被稱為“搖擺柱”。（2）a減少柱頂側移，其實就是增加抗側移剛度。b由于單跨跨中饒度最大，彎矩也大，如在中間增加一個支點的話，饒度和彎矩必減小。做鉸接作用相當，但材料更省。c減少剛架梁的跨度，使梁柱連接和柱腳構造簡單14、 在鋼架的哪些位置須設置剛性系桿？答：a端部支撐宜設在溫度區(qū)段端部的第二開間，在這種情況下，在第一開間的相應位置宜設置剛性系桿。b鋼架轉折處應沿房屋全長設置剛性系桿c由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮15、 變截面柱的穩(wěn)定性如何計算？答：1）鋼架梁在鋼架平面內可僅按壓彎構件計算其強度，實腹式鋼架梁應按壓彎構件計算其在鋼架平面外的穩(wěn)定性。；2） 實腹式鋼架柱應按壓彎構件計算其強度和穩(wěn)定性；3） 格構式鋼架柱應按壓彎構件計算其強度和彎矩作用平面內的穩(wěn)定性；4） 格構式鋼架梁和柱的弦桿、腹桿一級綴條等應分別按軸心受拉及軸心受壓構件計算單個桿件的強度和穩(wěn)定性；5） 變截面鋼架柱的穩(wěn)定性可按最大彎矩處的有效截面進行計算，此時，軸心力應取與彎矩同一截面處的軸心力。16“搖擺柱”承受什么荷載？對鋼架的整體穩(wěn)定性有無作用？答：（1）不承擔彎矩，為軸心受壓柱，搖擺柱不承擔水平荷載，不參與抵抗側移設有搖擺柱的框架穩(wěn)定性（2）在這種單層多跨框架結構中，門式主剛架具有一定的抗側移剛度，而中間搖擺柱無抗側移剛度，因此，這種能側移的單層多跨框架的整體穩(wěn)定性，完全依賴于門式主剛架的抗側移剛度。當中間搖擺柱上作用有豎向荷載時，其穩(wěn)定性只能依靠門式主剛架對其頂端的側向彈性支承，相應地，中間搖擺柱通過門式主剛架橫梁對主剛架邊柱便有側向作用。對單跨框架．橫梁具有較大剛度，搖擺柱必須依靠具有抗側移剛度的框架柱通過橫梁提供的側向彈性支承，而框架柱的穩(wěn)定性不僅應計入自身承受的荷載，還須考慮搖擺柱對其側向作用的影響。而且，搖擺柱所受的豎向荷載越大，其對框架柱的側向作用影響也越太因此，框架的主剛架邊柱構件的穩(wěn)定計算應按整體框架結構的總體受荷來考慮。1、高層鋼結構主要有哪些結構形式？各有什么特點？答：a框架結構，平面布置較靈活，剛度分布均勻，延性較大，自振周期較長，對地震作用不敏感，但側向剛度小，一般在不超過30層時比較經(jīng)濟；b框剪結構，在側向荷載的作用下，框剪結構的側向位移比純框架結構明顯減少，這種結構體系可用于40~60層的高層建筑c框筒結構，橫向剛度較大，可使用于建筑高度可超過400m，d束筒結構，可較靈活地組合平面形式，而且可將筒體在不同的高度中止2、 平面不規(guī)則結構對結構會產生什么影響？答：a在風荷載和地震作用下產生扭轉振動b狹長矩形平面在風荷載作用下會產生嚴重的剪切滯后現(xiàn)象3、 鋼框架的支撐體系有哪些？應如何布置？答：有中心支撐，偏心支撐。豎向連續(xù)、一致。4、 多層框架結構的樓蓋有哪幾種常用形式？各有什么特點？（1）現(xiàn)澆混凝土樓板、疊合樓板、預制樓板及壓型鋼板組合樓板。壓型鋼板上澆筑混凝土而形成的組合樓板：用作永久性模板，而且作為混凝土板下部的受拉鋼筋，與混凝土共同作用非組合樓板中的壓